nRF902的868MHz无线数字发射电路设计

时间：2022-11-30 03:03:34 作者：狗语天才陆如萍综合材料收藏本文下载本文

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目录
第1篇：nRF902的868MHz无线数字发射电路设计第2篇：nRF902的868MHz无线数字发射电路设计第3篇：基于TRF4900的无线发射电路设计与应用第4篇：基于TRF4900的无线发射电路设计与应用第5篇：数字时代广播电视无线发射技术论文第6篇：数字时代广播电视无线发射技术论文第7篇：数字时代广播电视无线发射技术论文

篇1：nRF902的868MHz无线数字发射电路设计

摘要：nRF902是一个单片射频发射芯片，它内含频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等电路，能够发送数字信号。nRF902采用FSK调制，可工作在868MHz的ISM频段。文中给出了nRF902的结构、原理、特性及应用电路。

关键词：无线发射 FSK 射频发射器 nRF902

1 概述

nRF902是一个单片发射器芯片，工作频率范围为862～870MHz的ISM频带。该发射器由完全集成的频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成。由于nRF902使用了晶体振荡器和稳定的频率合成器，因此，频率漂移很低，完全比得上基于SAW谐振器的解决方案。nRF902的输出功率和频偏可通过外接电阻进行编程。电源电压范围为2.4～3.6V，输出功率为10dBm，电流消耗仅9mA。待机模式时的电源电流仅为10nA。采用FSK调制时的数据速率为50kbits/s。因此，该芯片适合于报警器、自动读表、家庭自动化、遥控、无线数字通讯应用。

2 引脚功能和结构原理

nRF902采用SIOC-8封装，各引脚功能如表1所列。

表1 nRF902的引脚功能

引脚端符号

功能

1XTAL晶振连接端/PWR-UP控制2REXT功率调节/时钟模式/ASK调制器字输入3XO8基准时钟输出（时钟频率1/8）4VDD电源电压（+3V）5DIN数字数据输入6ANT2天线端7ANT1天线端8VSS接地端（0V）

图1所示是nRF902的内部结构，从图中可以看出：该芯片内含频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等电路。

通过nRF902的天线输出端可将平衡的射频信号输出到天线，该引脚同时必须通过直流通道连接到电源VDD，电源VDD可通过射频扼流圈或者环路天线的中心接入。ANT1/ANT2输出端之间的负载阻抗为200～700Ω。如果需要10dBm的输出功率，则应使用400Ω的负载阻抗。

(本网网收集整理)

调制可以通过牵引晶振的电容来完成。要达到规定的频偏，晶振的特性应满足：并联谐振频率fp应等于发射中心频率除以64，并联等效电容Co应小于7pF，晶振等效串联电阻ESR应小于60Ω，全部负载电容，包括印制板电容CL均应小于10pF。由于频率调制是通过牵引晶振的负载（内部的变容二极管）完成的，而外接电阻R4将改变变容二极管的`电压，因此，改变R4的值可以改变频偏。

将偏置电阻R2从REXT端连接到电源端VDD对可输出功率进行调节。nRF902的工作模式可通过表2所列方法进行设置。

表2 nPF902的工作模式设置

引脚

工作模式XTALREXTXO8DIN低功耗模式（睡眠模式）GND---时钟模式VDDGNDVDD-ASK模式VDDASK数据VDD或者GNDVDDFSK模式VDDVDDVDD或者GNDFSK数据

在FSK模式时，调制数据将从DIN端输入，这是nRF902的标准工作模式。

ASK调制可通过控制REXT端来实现。当R2连接到VDD时，芯片发射载波。当R2连接到地时，芯片内部的功率放大器关断。这两个状态可用ASK系统中的逻辑“1”和逻辑“0”来表示。在ASK模式，DIN端必须连接到VDD。

时钟模式可应用于外接微控制器的情况，nRF902可以给微控制器提供时钟。它可在XO8端输出基准时钟，XO8端输出的时钟信号频率是晶振频率的1/8。如晶振频率为13.567MHz，则XO8输出的时钟信号频率为1.695MHz。

在低功耗模式（睡眠模式），芯片的电流消耗仅10nA。在没有数据发射时，芯片可工作在低功耗模式以延长电池的使用时间。电路从低功耗模式转换到发射模式需要5ms的时间，从时钟模式转换到发射模式需要50μs的时间。

图2 nRF902的应用电路

3 应用电路设计

nRF902的应用电路如图2所示。为了获得好的射频性能，印制板（PCB）的设计是非常重要的。推荐使用最少两层的PCB板，其中包括一个接地板。设计时应使用高性能的射频电容来紧密的靠近VDD端，以完成DC电源去耦。推荐采用大容量电容与一个小容量电容并联在VDD与地之间的方法。电源电压也应在滤波后，从电源分别发送到各数字电路。所有器件地、VDD连接、VDD旁路电容都必须尽可能的靠近nRF902芯片。PCB使用上层射频接地板时，VSS端应直接连接到接地板。PCB使用底层接地板时，最好的方法是通过个通孔连接到VSS。数字信号和控制信号通道不能靠近晶振和XTAL端。笔者设计时的印制板使用双面1.6mmFR-4板，底板层有连续的接地板，再加上元器件面的接地面积，因而确保了良好的接地。大量的通孔可以连接在元器件面的接地面到底板接地面上，而在天线底下不应有接地面。

篇2：nRF902的868MHz无线数字发射电路设计

nRF902的868MHz无线数字发射电路设计

关键词：无线发射 FSK 射频发射器 nRF902

1 概述

nRF902是一个单片发射器芯片，工作频率范围为862～870MHz的ISM频带。该发射器由完全集成的频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成。由于nRF902使用了晶体振荡器和稳定的频率合成器，因此，频率漂移很低，完全比得上基于SAW谐振器的解决方案。nRF902的输出功率和频偏可通过外接电阻进行编程。电源电压范围为2.4～3.6V，输出功率为10dBm，电流消耗仅9mA。待机模式时的电源电流仅为10nA。采用FSK调制时的.数据速率为50kbits/s。因此，该芯片适合于报警器、自动读表、家庭自动化、遥控、无线数字通讯应用。

2 引脚功能和结构原理

nRF902采用SIOC-8封装，各引脚功能如表1所列。

表1 nRF902的引脚功能

引脚端符号

功能

图1所示是nRF902的内部结构，从图中可以看出：该芯片内含频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等电路。

调制可以通过牵引晶振的电

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篇3：基于TRF4900的无线发射电路设计与应用

基于TRF4900的无线发射电路设计与应用

摘要：采用无线发射芯片TRF4900组成的无线数字发射电路，工作在欧洲868MHz频带和北美915MHzISM频带，FSK调制，发射功率7dBm，电源电压2.2～3.6V，通过串行接口连接到微控制器实现参数设置和发射控制。文中介绍应用电路、与微控制器连接的电路以及特性参数的设置。

关键词：无线数字发射器FSK

1无线数字发射电路

无线数字发射电路采用无线发射芯片TRF4900。TRF4900是TI公司生产的、单片集成的、低价格的、能提供完全功能的多通道FSK发射器。芯片能满足在欧洲868MHz频带和北美915MHzISM频带的线性(FM)或者数字（FSK）发射应用。单片发射器芯片工作电压2.2～3.6V，典型发射功率为7dBm，并具有低的功率消耗。24位直接数字合成器有11位DAC，合成器有大约230Hz的通道空间，允许窄带和宽带应用。两个完全可编程工作模式--模式0和模式1，允许非常快地在两个预先编程的设置之间转换（例如发射频率0或者发射频率1）。芯片内集成压控振荡器（VCO）、锁相环（PLL）和基准振荡器，仅需要极少的外部元件即可构成一个完整的发射电路。TRF4900通过串行接口连接到TIMSP430微控制器。发射器的每一个功能块能够通过串行接口编程设置其功能。TRF4900应用电路如图1所示。

图1TRF4900应用电路

2与微控制器连接电路

TRF4900通过串行接口连接到TI的MSP430微控制器，如图2所示。

TRF4900的引脚23（LOCKDET），PLL锁相检测输出，有效为高电平。当LOCKDET=1时，PLL锁定。引脚11（MODE），模式选择输入，器件在模式0和模式1的功能能够通过串行控制接口的A、B、C、D字编程。引脚12，睡眠控制，低电平有效。当=0时，控制寄存器的内容仍然有效，能够通过串行控制接口编程。引脚14（TX-DATA），数字调制输入，为载波的FSK/FM调制，高电平有效。

串行控制接口是一个3线单向串行总线（CLOCK串行接口时钟信号，DATA串行接口数据信号，STROBE串行接口选通信号），用来编程TRF4900。接口内部的寄存器包含所有用户可编程变量，包括DDS频率设置，也包括所有的控制寄存器。串行接口的时序如图3所示。

在CLOCK信号的每一个上升沿，DATA引脚端上的逻辑值被写入24位的'移位寄存器。设置STROBE端为高电平，编程的信息被装入选择的锁存器。当STROBE信号为高时，DATA和CLOCK线必须为低。因此，STROBE与CLOCK的信号是不同步的。串行接口能被编程工作在有效状态或者睡眠状态（待机模式）。

图3串行接口时序图

3TRF4900的设置

TRF4900的直接数字合成器DDS是基于用数字办法产生正弦波信号的。DDS由累加器、正弦波查找表、数/模转换器、低通滤波器组成。所有数字功能块的时钟由基准振荡器提供。DDS利用一个N位加法器从0到2N计数，根据在频率寄存器中的数据转换规范产生数字阶梯波，来构造一个模拟正弦波。N位计数器的输出寄存器的每一个数字，用来选择正弦波查找表中相应的正弦波数值输出。在数/模转换后，低通滤波器用来抑制不需要的寄生响应。模拟输出信号能用来作为PLL的参考输入信号。PLL电路根据预先确定的系数倍乘基准频率。

基准振荡器的频率fref是DDS的采样频率，同时也确定最高的DDS输出频率，与累加器的位数一起，可以计算DDS的频率分辨率。TRF4900的最小频率步长可由下式计算：

Δf=N×(fref/224)

24位的累加器能够通过两个22位的频率设置寄存器编程（A字确定模式0的频率，B字确定模式1的频率），同时寄存器的两个MSB位设置为0。因此，DDS系统的最大位权减少到1/8，如图4所示。

这个位权与VCO输出频率（fref/8）×N相适应。根据在MODE端的逻辑电平，内部选择逻辑装载DDS-0或者DDS-1频率到频率寄存器。VCO的输出频率fout是由DDS-x频率设置决定的（DSS-0在A字中，DDS-1在B字中），VCO的输出频率fout计算公式如下：

fout=DDS_x×N×(fref/224)=N×[(fref×DDS_x)/224]

如果选择FSK调制（MM=0，C字，16位），则8位FSK频偏寄存器能被用来编程2-FSK调制的频偏。频偏寄存器的8位在24位DDS频率寄存器中，LSB设置为0，总的FSK频偏由下式计算：

Δf2-FSK=N×[(DEV×fref)/222]

因此，2-FSK频率由在TX-DATA上的电平设置，计算公式如下：

fout1:TX_DATA=low=N×[(fref×DDS_x)/224]

fout2:TX_DATA=High=N×[fref×(DDS_x+4×DEV)]/224

这个调频输出信号用来作为PLL电路的基准输入信号。2-FSK调制信道宽度（频偏）和信道间距是软件可编程的。最小信道宽度和最小信道间距取决于RF系统频率设计，中心频率fcenter=(fout1+fout2)/2。当FSK发射时，中心频率fcenter被认为是有效的载波频率。

锁相环由相位检波器（PD）、鉴频器（PD）、充电泵、VCO、外接的回路滤波器和在反馈回路中的可编程的预分频器（N分频器）组成。当使用外部VCO时，x-VCO位将被设置为0。分频器是可编程的，分频系数N能由C字设置成256或512。

功率放大器(PA)能够由在D字中的P0和P1两位编程，提供可变的输出功率电平。

图5串行控制字格式

TRF4900的控制字是24位。第1个引入位是最高有效位(MSB)，完成对TRF4900的编程；4个24位的字必须设置，即必须设置A、B、C、D字。图5给出定义的4个控制字。表1、表2和表3描述每个参数的功能，表4为在FSK模式下的发射频率。

表1模式0控制寄存器描述

符号位的位置位数描述加电源后的内部设置默认状态默认值0-PA[10-9]2功率放大器模式

P1P0

00=失效

01=衰减10dB，通过TX-DATA使能调制

10=衰减20dB，通过TX-DATA使能调制

11=衰减0dB，通过TX-DATA使能调制失效00b0-VCO[11]1在操作期间，这个引脚端将总是被使能（1=使能），除非使用外的VCO失效0b0-PLL[12]1使能PLL，1=使能，0=失效失效0b

表2模式1控制寄存器描述

符号位的位置位数描述加电源后的内部设置默认状态默认值1-PA[10-9]2功率放大器模式

P1P0

00=失效

01=衰减10dB，通过TX-DATA使能调制

10=衰减20dB，通过TX-DATA使能调制

11=衰减0dB，通过TX-DATA使能调制失效00b1-VCO[11]1在操作期间，这个引脚端将总是被使能（1=使能），除非使用外部VCO失效0b1-PLL[12]1使能PLL，1=使能，0=失效失效0b

表3辅助控制寄存器描述

符号字位的位置位数描述加电源后的内部设置默认状态默认值DDS-0A字[21-0]22模式0DDS频率设置0全为0DDS-1B字[21-0]22模式1DDS频率设置0全为0DEVD字[20-13]8FSK分频率寄存器0全为0APLLC字[20-18]3捕获频率的加速因子

A2A1A0

000=1

001=20

011=60

┊

111=1400000bNPLLC字[17]1PLL分频率

0=256

1=5122560bMMC字[16]1调制模式选择。为FSK数据输入设置

TC-DATA引脚端行为。

0=FSK/FM

1=不使用FSK模式0b

表4在FSK模式发射频率（MM位设置为0）

引脚端

发射频率

STDBYMODETX-DATA100fout=fref×N×(DDS_0)/224101fout=fref×N×(DDS_0+4×DEV)/224110fout=fref×N×(DDS_1)/224111fout=fref×N×(DDS_1+4×dev)/224

结语

由TRF4900和MSP430组成的无线数字发射电路可方便地嵌入各种测量和控制系统中；在仪器仪表数据采集系统、无线抄表系统、无线数据通信系统、计算机遥测遥控系统等中应用。

篇4：基于TRF4900的无线发射电路设计与应用

基于TRF4900的无线发射电路设计与应用

摘要：采用无线发射芯片TRF4900组成的无线数字发射电路，工作在欧洲868 MHz频带和北美915 MHzISM频带，FSK调制，发射功率7 dBm，电源电压2.2～3.6 V，通过串行接口连接到微控制器实现参数设置和发射控制。文中介绍应用电路、与微控制器连接的电路以及特性参数的设置。

关键词：无线数字发射器 FSK

1 无线数字发射电路

无线数字发射电路采用无线发射芯片TRF4900。TRF4900是TI公司生产的、单片集成的、低价格的、能提供完全功能的多通道FSK发射器。芯片能满足在欧洲868 MHz频带和北美915 MHz ISM频带的线性(FM)或者数字（FSK）发射应用。单片发射器芯片工作电压2.2～3.6 V，典型发射功率为7 dBm，并具有低的功率消耗。24位直接数字合成器有11位DAC，合成器有大约230 Hz的通道空间，允许窄带和宽带应用。两个完全可编程工作模式--模式0和模式1，允许非常快地在两个预先编程的设置之间转换（例如发射频率0或者发射频率1）。芯片内集成压控振荡器（VCO）、锁相环（PLL）和基准振荡器，仅需要极少的外部元件即可构成一个完整的发射电路。TRF4900通过串行接口连接到TI MSP430微控制器。发射器的每一个功能块能够通过串行接口编程设置其功能。TRF4900应用电路如图1所示。

图1 TRF4900应用电路

2 与微控制器连接电路

TRF4900通过串行接口连接到TI的MSP430微控制器，如图2所示。

TRF4900的引脚23（LOCKDET）， PLL锁相检测输出，有效为高电平。当LOCKDET = 1时，PLL锁定。引脚11（MODE），模式选择输入，器件在模式0和模式1的`功能能够通过串行控制接口的A、B、C、D字编程。引脚12（），睡眠控制，低电平有效。当= 0时，控制寄存器的内容仍然有效，能够通过串行控制接口编程。引脚14 （TX-DATA），数字调制输入，为载波的FSK/FM调制，高电平有效。

串行控制接口是一个3线单向串行总线（CLOCK 串行接口时钟信号，DATA 串行接口数据信号，STROBE 串行接口选通信号），用来编程TRF4900。接口内部的寄存器包含所有用户可编程变量，包括DDS频率设置，也包括所有的控制寄存器。串行接口的时序如图3所示。

在CLOCK信号的每一个上升沿，DATA引脚端上的逻辑值被写入24位的移位寄存器。设置STROBE端为高电平，编程的信息被装入选择的锁存器。当STROBE信号为高时，DATA和CLOCK线必须为低。因此，STROBE与CLOCK的信号是不同步的。串行接口能被编程工作在有效状态或者睡眠状态（待机模式）。

图3 串行接口时序图

3 TRF4900的设置

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篇5：数字时代广播电视无线发射技术论文

1.1覆盖的面积

在现阶段的广播电视的发展过程当中，无线发射技术的使用效率和使用水平大幅度降低，广播电视市场上占据主导地位的是有线电视。在大部分的城市当中，有线电视已经覆盖了城市的各个角落，覆盖面积仍在不断的增加。而部分没有被有线电视所覆盖的区域较为偏远，这些地区本身接收有线广播电视信号能力就相对较差，因此就很难接收到各种无线信号。即使广播电视的覆盖面积延伸到这些地区，所推广的也主要是有线广播电视，由此可见，有线电视在广播电视行业发展具有良好的前景。这就给无线广播电视的全面发展，以及无线广播电视范围的不断扩大造成了极大的阻碍，无线广播电视想要在这样的情况之下取得显著的成效十分困难。

1.2认可度较低

在现阶段社会发展的过程当中，大部分的人们都选择使用有线广播电视，而对于无线广播电视是否能够正常使用抱极大的怀疑态度。虽然无线广播电视本身具有稳定、安全、智能化的特点，更加适应社会和科技的发展。而且在遇到自然灾害的过程当中，通过无线广播电视能够很好地传递各种消息，最大限度地发挥了广播电视的应有价值。但在实际的使用过程中，由于国家先前采取了一系列的措施不断推广有线数字电视，而且没有对广播电视无线发射技术，以及无线广播电视的发展提供相应的政策扶持，从而使得无线广播电视难以被大众所接受。某些无线网络电视虽然利用了一系列的方法进行相关的推广和宣传，但是由于人们对于无线广播电视的认可度相对较低，因此很难取得十分显著的宣传推广效果。

篇6：数字时代广播电视无线发射技术论文

2.1建立较为完善的无线发射系统

为了能够最大限度地拓展无线广播电视的使用范围，尽可能地增加无线广播电视的用户数量。相关的工作人员就必须要结合数字广播电视的发展要求，综合的考虑数字时代的各方面情况，采取一切可利用的手段和途径，建立较为完善的广播电视无线发射系统。在这个过程当中，相关的工作人员不仅要及时地对无线发射技术进行更新，同时还要引进先进的无线发射技术，以及相关的设备和管理方法，并且结合实际的情况对无线发射系统进行一系列的调整和改革，使之更加适合无线广播电视的发展要求。另外，为了确保无线发射系统当中的相关设备和仪器能够正常的使用，相关的工作人员还必须安排专业的技术人员定期的对设备和仪器进行专业的维护，并及时的更换无线发射系统当中存在故障和问题的部分。这样不仅能够有效地提升无线发射系统的整体数字化水平和科技化水平，同时还能为无线广播电视的全面发展创造良好的条件。

2.2全面地提升广播电视工作人员水平

在无线广播电视的发展过程当中，无论是采取有效的措施提升无线发射技术水平，还是全面地加强对广播电视无线发射的相关管理，都需要由专业的工作人员来完成。这也就意味着广播电视的工作人员必须具有较高的水平和专业素质，这样才能够及时的掌握全新的无线发射技术和管理方法，并且在设备和仪器发生问题的情况之下，采取相应的维修手段排除问题和故障。因此，广播电视就必须要全面的加强对工作人员素质的要求，在招聘阶段选择具有较高专业化水平，以及与无线广播电视发展有关的专业人才，适当地提高招聘人才的门槛。除此之外，在无线广播电视的发展过程当中，相关的管理人员还必须安排工作人员进行专业化的培训。在培训的过程当中，不仅要着力于全面的提升工作人员的业务能力，同时还要加强现有工作人员的骨干培训。相关的管理人员还可以根据实际的要求增加聘请一些具有较高专业能力和管理能力的专业人才，这样能够显著地提升无线广播电视整体工作人员的专业水平和业务能力。

2.3有效使用科学合理的维护管理方法

为了确保无线广播电视当中的无线发射设备和系统能够顺利运行，相关的工作人员需要定期的对无线广播发射技术当中涉及的仪器和设备进行检修和维护，还要安排专业的技术人员定期对无线发射系统进行更新。在实际的维护管理的过程当中，相关工作人员必须定期的对发射机进行全面的检测，利用科学合理的方法测量发射机当中的各种元器件的规格和距离，使之保持在标准范围之内。还要定期的`清除发射机当中堆积的灰尘，这样不仅能够有效的降低灰尘对元器件的腐蚀，减少灰尘对散热器的散热功能的影响。还要有效地控制发射机的机房温度，当温度过高时需要采取相应的降温措施，这样才能尽可能的延长发射机当中的元器件的使用年限。

3结论

数字化时代的全面发展不仅增强了互联网络对广播电视的各方面冲击，同时也为广播电视的全面发展创造了前所未有的机遇。在这样的情况之下，广播电视就必须要能够正视数字化时代的发展挑战，然后不断提升无线发射技术的整体水平和效率。另外，相关的工作人员不仅要充分地考虑无线发射技术的特点和水平，同时也要结合用户的各方面需求和市场发展的情况，有目的的对无线发射技术功能进行一系列的拓展和创新。这样不仅能够有效地推动我国广播电视行业的全面发展，同时也能够为数字时代广播电视当中的无线发射技术的全面应用奠定良好基础。

参考文献

[1]武淑云.基于数字时代的广播电视无线发射问题探讨[J].电子测试，2016（7）：116-117.

[2]党伟荣.数字时代广播电视无线发射技术相关问题的探讨[J].新媒体研究，2016（10）：30-31.

[3]王洪峰.数字时代广播电视无线发射技术相关问题的探讨[J].通讯世界，2015（10）：19-20.

篇7：数字时代广播电视无线发射技术论文

在人们生活水平得到了显著改善和提升的情况之下，人们不仅对于物质的需求不断增加，对于广播电视的功能和画面清晰度的要求也不断提升。为了能够更好地满足人们的使用需求，尽可能为广播电视的发展争取更多的用户支持，相关的工作人员必须要结合用户的实际使用需求和数字时代的发展特点，有目的地在广播电视当中增加一系列智能化的功能。与此同时，广播电视还需要正视互联网络对于广播电视发展所造成的影响，然后制定相应的解决措施，对无线发射技术进行全面的管理，以便于能够最大限度地提升无线广播电视的技术水平和发展实力。

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